DE1648018A1

DE1648018A1 - Einrichtung zum Pruefen von Gas- oder Fluessigkeitsstroemen

Info

Publication number: DE1648018A1
Application number: DE19671648018
Authority: DE
Inventors: Zaske Arthur Paul
Original assignee: Holley Carburetor Co
Current assignee: Holley Performance Products Inc
Priority date: 1966-07-28
Filing date: 1967-07-28
Publication date: 1971-05-27
Also published as: US3434341A

Description

zu der Patentanmeldung HOLLBY CARBURETOR COMPANY Yferren, Michigan, U.S₀Ao

betreffend
Einrichtung zum Prüfen von Gas- oder Flüssigkeitsströmen.

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung und insbesondere eine Prüfeinrichtung für Vergaser,

Im Hinblick auf das fortlaufend wachsende Bestreben, die Abgase von Automobilen zu verringern, und im Hinblick auf die in diesem Zusammenhang jüngst verabschiedeten und vorgeschlagenen Gesetze, wurde es wesentlich, daß die Gestaltungs- und Leistungsmerkmale von Vergasern in verhältnismäßig engen Toleranzbereichen gehalten werden könnenο Um die geforderten Toleranzgrenzen einhalten zu können, müssen die verschiedenen bekannten Prüfverfahren

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verbessert werden und heue Prüfverfahren angewendet werden.

der wichtigen Eigenschaften eines die Emission kontrollierenden Vergasers betrifft den Luftstrom in Kubik-Puü/Min. (ö.Ji'.M.), aufgetragen über dem Brennetoff-Luftverhältnia (JjVa) bei Leerlauf und Lauf unter Last eines Motors.

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Das Brennstoff-Iuftverhältnis muß für jeden von einigen ausgewählten Luftströmen in einem verhältnismäßig engen Toleranzbereich gehalten werden. Während auf verschiedene Weise Vergaser hergestellt werden können, mit denen ein Ergebnis in diesem Bereich erzielt werden kann, ist das Prüfen solcher Vergaser mit den bis heute bekannten Einrichtungen unbefriedigend und unergiebig. Bei einer typischen vorbekannten Prüfeinrichtung wurde mittels eines bekannten, die Vorschriften einhaltenden Meister-Vergasers auf einem Schräg-Manometer verschiedene Pestpunkte markiert«, Der Meister-Vergaser wurde dann entfernt und jeder Vergaser einer Fließband-Produktion wurde gegen jeden der markierten Punkte abgeglichen. Wenn sich jedoch die atmosphärischen oder sonstige Bedingungen änderten, ergaben sich Abweichungen bei den Prüfergebnissen.

Demgemäß ist die Hauptaufgabe der Erfindung,, eine Prüfeinrichtung zu sahaffen, mit der schnell und genau das oben erwähnte C.f.M.- F/A-Verhältnis in einer die anhaftenden Fehler praktisch ausscheidenden Weise gewonnen werden kann₀

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Prüfeinrichtung zu schaffen, welche eine Vorrichtung mit

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_ 3 —

mehreren geeichten Öffnungen zum Festlegen verschiedener besonderer, vorherbestimmter Punkte im Leerlauf- oder Lastbereich für jeden lauf eines Serien-Vergasers umfaßte

Ferner ist ein Ziel der Erfindung, eine Prüfeinrichtung zu schaffen, bei der eine in ihrer Leistung veränderliche Vakuumpumpe nicht zur Instabilität der Anzeige bei der Messung des Luftdurchsatzes führt.

weiteres Ziel der Erfindung ist eine Prüfeinrichtung, bei der weder aufgrund sich verändernder atmos phärischer Bedingungen noch aus irgendwelchen änderen Gründen eine Instabilität entstehen kann.

Schließlich ist ein Ziel der Erfindung, eine Prüfeinrichtung zu schaffen, bei der gegenüber den bekannten Manometern ein kürzeres, mit einem größeren Durchmesser versehenes Sehräg-Manometer verwendet wird, welches eine genauere -^uf lösung hat«

-Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläuterte

Fig. 1 zeigt ein Schema der Prüfeinrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der Vergaser-' leistung, die mit der Einrichtung gemäß Fig. 1 ermittelt werden kann. 109827/Π758

Das insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehene Prüfgerät enthält eine zweckentsprechende Vakuumpumpe 12 mit Abgleich-Ventilen 14 und 16 oder dergleichen, zum Nachahmen einer gegebenen Ansaugkurve, die zusammen mit einer noch zu beschreibenden Luftquelle verwendet werden»

Das Gerät 10 umfasst ausserdem eine Leitung 18 zum Verbinden der Vakuumpumpe 12 und der Abgleichventile 14 und 16 mit einer Anordnung von -rtohrverbindungsstücken 20, die Luft über jede der vier Leitungen 22, 24, 2b und 28 zuführen können, wobei jede dieser Leitungen durch ein Magnetventil 30,32, 34 oder 36, gesteuert wird, welches über einen elektrischen Schalter 38, 40, 42 oder 44 von einer nicht dargestellten Kraftquelle für einen noch zu beschreibenden Zweck mit Energie versorgt wird«

Ein "Y"-Verbindungsstück 46, welches einen Rumpf 48 und Arme 50 und 52 hat, verbindet die Rohrverbindungsstücke 20 und ein Paar von Platten 53 und 54 mit gleichgroßen scharfkantigen Öffnungen 55 und 56» Die Platten und 54 sind zwischen den Armen 50 und 52 und einem Paar von mit an beiden Enden mit Flanschen versehenen Rohrstücken 58 und 60 gehalten. Jedes der Rohrstücke 58 und enthält in einem bestimmten Abstand von den Mündungen 55 und 56 je einen sogenannten "Luft-Gleichrichter" 62 bzw. 64, welcher eine Vielzahl von Röhren 66 mit kleinem Durchmesser enthält oder von anderer zweckmäßiger Gestalt ist·

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ORiGtNAi INSPECTED

An den Enden der Rohrstücke 58 und 60 sind Rohrmontagestücke 68 und 70 vorzugsweise benachbart den Gleichrichtern 62 und 64 befestigte Das Rohrmontagestück 68 besteht aus einem beidseitig mit Planschen versehenen Rohr mit einer Öffnung 72 in dem dem Rohrstück 58 gegenüberliegenden Ende, während das Stück 70 aus einem beidseitig mit Flanschen versehenen Rohr ohne Querschnittsverengung bestehtc Der Kanal 74 hat im wesentlichen gleichen Durchmesser wie der Einlaßkanal 76 des Serien— Vergasers 80, in dem die übliche Drosselklappe 78 schwenkbar angebracht ist und der geprüft werden solle Der Vergaser ist auf dem Stück 70 so befestigt, daß die durch Bewegung der Drosselklappe 78 gesteuerte Strömung durch den ^Einlaßkanal 76 den Luftdurchsatz durch die Kanäle 74, 66 und 60 und die Öffnung 56 zum Arm 52 bestimmt.

handgesteuerte, drehbare Vorrichtung 82 mit mehreren geeichten öffnungen ist auf dem Montagestück 68 benachbart der nicht verkleinerten öffnung 72 angebracht. W»nn auch eine Vorrichtung 82 mit vier Öffnungen gezeigt ist, kann in Abhängigkeit von der Anzahl der zu messenden Luftström· Jede gewünschte Anzahl von öffnungen vorgesehen 8tin. Ein zweckentsprechender Betätiger 84 ist an das Mueteröffnungsstück 82 angeschloseen, um dieses einstellenzu können und jede beliebige Öffnung der vier verschieden

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großen Öffnungen 86 mit der unverkleinerten Öffnung 72 auszurichten. Wenn eine Öffnung 86 auf die Öffnung 72 ausgerichtet ist, verhindern Dichtungen 88 Leckverluste zwischen den Teilen 82 und 68.

Schräg-Manometer 90 mit einem vorzugsweise eine zweckentsprechend gefärbte Flüssigkeit enthaltenden Speichergefäß 92 ist mit seinen Enden 94 und 96 an zwei Leitungen 98 und 100 zu den Rohrstücken 58 und 60 verbunden, um die Drücke in diesen zu messen und festzustellen, wann die Durchsätze in ihnen gleich sind. Ein senkrechtes Manometer 102 ist zu einem noch zu be sehr eisenden Zweck zwischen die Leitung 98 und den Kanal 74 des Rohrmontage— Stückes 70 mit einer Leitung 104 eingeschaltet.

Brennstoffquelle 106 und eine Brennstoffpumpe * liefern über eine Brennstoffleitung 112 Benzin oder einen nachgeahmten flüssigen Brennstoff zu einem Brennstoff-Einlaßventil 110 am Eingang der Schwimmer-Kammer 111 des Vergasers 8Oo -din bekannter Rotameter 114 ist in die Brennstoffleitung 112 eingeschaltet, um den Brennstoff--^rchfluß anzuzeigen. Ein Druckregulierer 116, der Luft von einer Druckluft quelle 118 über eine Leitung 120 erhält, ist ebenfalls in die Brennstoffleitung 112 eingeschaltet, um einen am Brennstoff-Einlass des Vergasers 80 erwünschten Eingangsdruck aufrechtzuerhalten·

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Wirkungsweise s

Am Anfang muß die Prüfeinrichtung 10 so eingestellt werden, daß die Anaaugkurve irgendeines gegebenen Motors nachgeahmt wird· Das kann dadurch geschehen, daß auf die Öffnung 74 des Bohraont age stück es 70, auf welches schließlieh die Serien-Vergaser 80 zum Testen aufgesetzt werden, eine geeichte Öffnung mit demjenigen Durchsatz aufgesetzt wird, den die Öffnung 86 der Vorrichtung 82 mit dem kleinsten O.P.M.-Luftdurchsatz hat«, Das Abgleichventil 14 wird dann einjustiert, bis der erwünschte Ansaugdruck, ZoBc 19 Zoll Quecksilbersäule, auf dem Manometer abgelesen wird« Dieser Wert entspricht dem Punkt A auf der in der Pig.2 dargestellten Ansaugkurve» Die Vorrichtung 82 wird dann auf diejenige Öffnung 86 eingestellt, welche den größten C.F.M.-Luftdurchsatz durch das System erlaubt und eine zweite Blende mit dem gleichen Durchfluß wird auf die Öffnung 74 gesetzt. Das zweite Abgleichventil 16 wird dann einjustiert, bis der erwünschte kleinere Ansaugdruck am Manometer 102 angezeigt wird. Der zugehörige Ablesewert entspricht dem Punkt B auf der Ansaugkurve_o Der größere Ansaugdruck kann dann von neuem aufgesucht und einjustiert werden, wenn es notwendig ist»

Wenn die nachgeahmte Ansaugkurve aufgestellt ist, wird die Blende aus der Öffnung 74 entfernt und von einem Serien-Vergaser 80 ersetzt. Die Brennstoffzufuhr zwischen

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der Brennstoffleitung 112 und dem Brennstoffeinlaßventil 110 wird hergestellte Die Vorrichtung 82 wird dann so eingestellt, daß die Öffnung 86 mit dem kleinsten CF₀M.-Luftdurchsatz mit der Öffnung 72 ausgerichtet ist«, In jeder der geeichten Öffnungen 86 können kritische Strömungseigenschaften erreicht werden, sodass jede Öffnung 86 eine Schalldüse darstellte

Schließen des Schalters 38 zum betätigen des Magnetventils 30 verbindet den benachbarten Auslaß der Rohrleitungsanordnung 20 mit der Atmosphäre und erzeugt so einen kleinen Luftzufluß in das System» Diese besondere Lecköffnung wird zusammen mit der Öffnung 86 der Vorrichtung 82 und der Drosselklappen-Anordnung 78 dazu verwendet, den Gesamtbetrag der von der Vakuumpumpe 12 durch die Leitung 18 geförderten Luft genau einzustellen. Die anderen Ventile 32, 34 und 36 steuern fortschreitend mit größer eingestellten Öffnungen 86, die aufeinanderfolgend mit der Öffnung 72 ausgerichtet werden, kleinere Lecköffnungen. Sollte die Vakuum-Pumpe ihre Saugleistung verändern, oder sollten sich die atmosphärischen Bedingungen verändern, werden sowohl der Vergaser 80 als auch die Öffnung 86 mit derselben Instabilität beaufschlagt, sodass die Instabilität mit der Leitungsanordnung in "Y"-Form aufgehoben ist,

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BAD OBtGtNAL

Bei geschlossener Drosselklappe- 78 stellt sich die Flüssigkeit in dem Schräg-Manometer 90 ausserhalb der Mitte ein, die vorher in bekannter Weise durch eine Marke, z.B. 0, bezeichnet wurde,, Die Drosselklappe 78 wird dann von Hand geöffnet, "bis der Flüssigkeitsspiegel den Punkt 0 erreicht, zu welchem Zeitpunkt der Brennstoffdurchfluß durch den Vergaser in lbs./hr₀ an dem -^otameter 114 abgelesen wird» Mit von der Vakuumpumpe 12 durch den rechten Arm 50 des Y-Verbindungsstückes getriebener luft und mit dem durch den linken Arm getriebenen Brennstoffluftgemisch bestimmt der bekannte CF.M.-Wert der eingestellten Öffnung 86 und der entsprechende _? am Rotameter abgelesene Brennstoff-Durchfluß, einen berechneten Punkt, ZoBo den Punkt O in Fig.2, wobei die Zuwachsraten des F/A-Verhältnisses von Fig. 2 einfach bestimmt werden können, da sowohl der Brennstoff- als auch der Luft-Durchsatz bekannt ist.

Öffnungen 55 und 56 sind im wesentlichen gleich groß, wobei jedoch die Öffnung 56 um einen kleinen Betrag größer als die Öffnung 55 sein kann, um den in dem Brennstoff-Luftgemisch vom Brennstoff in Anspruch genommenen Teil der Querschnittsfläche zu kompensieren,,

Der oben beschriebene Prüfungsgang wird immer dann wiederholt, wenn das Musteröffnungsstück 82 auf die nächste geeichte Öffnung 86 mit kritischem Durchfluß eingestellt

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worden ist₀ Auf diese Weise werden die vier Punkte C, D, E und F (Fig.2) in der "Vergaser-Leerlauf- und Lauf-unter-Last-Kurve in Fig. 2 bestimmte Es besteht die Porderung_f dass jeder dieser Funkte zwischen einem Paar von gegebenen Kurven G- und H fällt, die vorher als die bei der Emissionskontrolle hinnehmbaren Grenzen festgelegt wurden» Fallen alle vier Punkte zwischen die Grenzkurven, so ist der geprüfte Vergaser 80 in Ordnungo Fällt jedoch einer der vier Punkte in einen Bereich ausserhalb der Grenzkurven G und H, so ist der Vergaser 80 nicht brauchbarο

Jeder Vergaser 80 der gesamten Serie kann gegenüber vier oder gegenüber einer anderen besonderen Anzahl von geeichten Öffnungen 86 in der oben beschriebenen Weise geprüft werden, so daß die Brennstoff-Luftverhältnisse der geprüften Vergaser bei Leerlauf und/oder bei Laufunter-Last hinnehmbar sindο

Erfindung sieht ein neues und genaues Gerät zum Prüfen von Kurvenpunkten der Leistungskurve eines Vergasers vor, bei der das Brennstoff-Luftverhältnis über dem Luftdurchsatz aufgetragen ist. Die Vorrichtung 82 kann jede gewünschte Zahl von Öffnungen 86 aufweisen.

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Wenn auch eine einstellbare Vorrichtung 82 mit geeichten Öffnungen bequem und schnell zu verwenden ist, kann jedoch auch ein Meister-Vergaser mit einer Vielzahl von vorher bestimmten Drosselklappenstellungen anstelle der Vorrichtung 82 verwendet werden.

Dem Fachmann ist klar, daß hinsichtlich der bekannten λ i'urchflußformel Q = AV die Durchfluß fläche .86 nicht im Verhältnis 1 zu 1 zu der -Wurchflußfläche des getesteten Vergasers stehen muß_o Wenn mit anderen Worten Q = AV der Durchfluß durch den zu prüfenden Vergaser 80 und seine Zu- und Ableitungen einschließlich der Öffnung 56 ist, so kann 10 = TO χ V der Durchfluß durch die Musteröffnung 86 und ihre Zu- und Ableitungen einschließlich der Öffnung 55 sein, wobei sich zeigt, daß die Geschwindigkeiten durch die beiden Zweige unabhängig von dem Größenverhältnis der ^lachen der öffnungen 55 und 56 praktisch gleich sind. ™

as ist offenbar, dass die "ΙΠ-S tr ömungs an Ordnung mit einer einsigen geeichten Öffnung für die ganze Dauer der Versuche jede Instabilität oder Schwankungen in dem System, die z.B. von einer sich in der Leistung ändernden Vakuumpumpe oder von sich verändernden atmosphärischen Bedingungen herrühren, ausscheidet,, ^usserdem ist deutlich,

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BAD ORIGINAL

daß das Manometer 90 nicht nur kurzer, sondern auch größer im Querschnitt als frühere Manometer sein kann, da nur ein einziger Festpunkt 0 auf dem Schräg-Manometer vorhanden ist, während auf den früher "benutzten Manometern vier verschiedene über die Länge aufgetragene Festpunkte notwendig waren, sodass nun das Auflösungsvermögen größer und genauer ist₀

Gerät nach der Erfindung ist nicht auf das Prüfen von Vergasern beschränkt, sondern kann auch für andere, ähnliche Versuche eingesetzt werden, "bei denen eine Prüfung des Mischungsverhältnisses von Flüssigkeiten oder Gasen notwendig ist«

Patentansprüche

IV/III

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Claims

1A-35 561

Patentansprüche

1 ο Prüfeinrichtung zum Vergleichen von Flüssig« keits- oder Gasströmen, durch eine Vorrichtung mit Mitteln zum Verändern des I>urchsatzes durch ein geeichtes Muster, gekennzeichnet durch ein Rohrmontagestück (70) zum Montieren der Vorrichtung (80) und einem Rohrmontagestück (68) zum Montieren der Vorrichtung (82), welches eine geeichte Öffnung (86) bekannten Durchflusses enthält; eine ^lüssigkeits— oder Gaspumpe (12); eine Zuleitung (18) zu dieser Pumpe; eine leitung (52,60) zum Verbinden der leitung (18) mit dem Rohrmontagestück (70), eine leitung (50,58) zum Verbinden der leitung (18) mit dem Rohrmontagestück (68) und durch Mittel zum Vergleichen der Ströme durch die leitungen (52, 60; 50, 58).

2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (82) mehrere geeichte Öffnungen (86) mit bekanntem Durchsatz enthält.

3· Prüfeinrichtung naoh A_nSpruoh 2, gekennzeichnet durch Mittel zum Verdrehen der Vorrichtung (82), um jede der Öffnungen (86) mit der Öffnung (72) des Rohrmontagestückeβ (68) auszurichten.

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4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Vergleichsmittel ein Schrägmanometer (90) mit einer Verbindungsleitung (98) zur Leitung (58) und mit einer Verbindungsleitung (100) zur Leitung (60) umfassen_o

5 ο Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e -

fe kennzeichnet, daß die Vergleichsmittel entweder gleiche oder einander verhältnisgleiche Öffnungen (54i53) in den Leitungen (52, 60; 50, 58) enthalten.

6 ο Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Leitungen (52; 50) die Arme eines Y-RohrStückes bildenο

7. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch Strömungs-Gleichrichter (62; 64) in

" den Leitungen (58; 60)_o

8. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung von einem Vergaser (80) mit Mitteln zum Einstellen einer vorgegebenen, nachgeahmten Motor-Ansaugkurve gebildet ist, wobei diese Kurve sich aus der Luftströmung durch die Öffnungen (86) und die Leitung (58, 50) ergibt, die Leitung

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JtS

(60,52) Öffnungen mit im wesentlichen gleichem Durchfluß wie die geeichten Öffnungen (86) hat, das Strömungsmittel im wesentlichen aus luft besteht und die Mittel zum Steuern des Durchsatzes im Vergaser {80) von einer Drosselklappe (78) gebildet werden.

9. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 bis 8, g e kennzeichnet durch eine Quelle von Brennstoff oder von nachgeahmtem Brennstoff für den Vergaser (80).

10. Prüfeinrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Brennstoffquelle einen Druckregulierer (116) und ein Manometer (114) enthält.

11. Prüfeinrichtung zum Prüfen (a) des Luftstromes durch einen Vergaser mit einer Drosselklappe und einem Brennstoffspeicher oder (b) des von dem Vergaser gelieferten Brennsbff-Luftverhältnisses, dadurch gekennzeichnet , daß das Gerät eine Vakuumpumpe (12); eine Leitung (I8j zwei Leitungen (52 und 50) gleicher Länge und mit im wesentlichen gleichem Durchmesser; Mittel zum Montieren eines Vergasers (80) am freien Ende der Leitung (52, 60); Mittel zum Montieren einer Vorrichtung (82) am freien Ende der Leitung (50,58) mit; mehreren geeichten Öffnungen (86) bekannten, jeweils

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verschiedenen Durchsatzes; Mittel (84) zum Ausrichten der Vorrichtung mit jeder der öffnungen (86) auf die Öffnung (72); im wesentlichen gleiche Luftgleichrichter (62; 64) und feste Öffnungsmittel (53; 54) in den Leitungen (50, 58; 52, 60); Ventilmittel (14; 16) in der Leitung (18) zum Wachahmen der Bedingungen beim Ansaugen eines Motors; mindestens ein Lufteinlaßventil (30), das in die Leitung (18) zum genauen Einstellen der nachgeahmten Ansaugkurve des ^ Motors eingeschaltet ist; Mittel zum Vergleichen der Drücke in den Leitungen (58; 60) stromaufwärts der festen Öffnungen (53; 54) in diesen Leitungen, welche anzeigen, wann die Drücke in diesen Leitungen gleich sind, wobei der Druck in der Leitung (52, 60) durch Verstellen der Drosselklappe (78) veränderlich sein kann; und Mittel zum Liefern von nachgeahmtem Brennstoff bei veränderlich eingestelltem Druck an dem Brennstoffbehälter, welche einen Rotameter (114) zum Anzeigen der gelieferten Brennstoffmenge enthalten, umfaßte

w

12. Verfahren zum Prüfen der brennstoff-Luftverhältnis-Charakteristik des Vergasers eines Verbrennungsmotors für jeden gegebenen Luftdurchsatz, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Vergaser und eine Vorrichtung mit geeichten Öffnungen mit bekanntem Luftdurchsatz durch zwei parallele Leitungen mit einer Vakuumpumpe verbunden sind;

b) in dieser Leitung eine bekannte Motor-Ansaugkurve

nachgeahmt wird;

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BADORiGiNAt.

c) die Drosselklappe des Vergasers in eine solche Lage gebracht wird, daß der Luftdurchsatz durch den Vergaser im wesentlichen gleich ist mit dem Luftdurchlaß der Vorrichtung mit den geeichten Öffnungenο

d) der Vergaser an eine Quelle von Brennstoff oder dglo angeschlossen wird, dessen Brück im wesentlichen gleich dem Brennstoffdruck ist, der am Vergasereingang frei laufendem Motor herrschen würde;

e) die Menge des zugeführten Brennstoffes registriert wird und

f) das Brennstoffluftverhältnis des Vergasers bei dem jeweiligen Ansaugdruck und der entsprechenden Drosselklappenstellung aus dem registrierten Durchsatz des gelieferten Brennstoffes und dem bekannten Luftdurchsatz durch die Vorrichtung mit den geeichten Öffnungen berechnet wirdo

IV/III

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